نوسان ستارگان می تواند امواج فضا-زمان را آشکار کند

ستارگان خورشیدسان به شیوه ای همانند دستگاه های موسیقی، با یک بسامد (فرکانس) منظم و پیش بینی پذیر نوسان می کنند. فیزیکدانان این نوسان ها را برای شناخت سازوکار درونی ستارگان، و یافتن سیاره هایی که به گرد آن ها در چرخشند بررسی می کنند.

ولی به جز این ها، ما می توانیم از این تکان و لرزش های ستاره ای برای آشکارسازی امواج گرانشیهم بهره بگیریم. امواج گرانشی چین و شکن هایی در فضازمانند که که وجودشان ۱۰۰ سال پیش در نظریه ی نسبیت عامانیشتینپیش بینی شده.

اجرام پرجرم شتابدار، مانند سامانه های دوستاره ای، یا دو سیاهچالهدر کهکشان های برخوردی، می بایست موج هایی در بافت فضا-زمان پیرامون خود به وجود بیاورند؛ مانند سنگی که به درون یک آبگیر انداخته می شود. آشکارسازهای بسیاری اکنون در پی یافتن این امواجند یا به زودی راه انداخته خواهند شد، ولی هنوز هیچ موجی یافته نشده.

با این حال، چنان چه لیدیو لوپزاز دانشگاه لیسبون پرتغال، و جوزف سیلکاز دانشگاه جانز هاپکینزدر بالتیمور مریلند می گویند، شاید نیاز نباشد به انتظار این آشکارسازها بنشینیم. تیزی هایی که در الگوی نوسان یک ستاره ی نزدیک رخ می دهد می تواند نشانه ی آن باشد که ستاره از برخورد امواج گرانشی به لرزش افتاده.

به گفته ی ساویک فورداز کالج منهتن در نیویورک، که در این پژوهش شرکت نداشت، همه ی ستارگان کیهان را مانند سازهای درون یک سازگان (ارکستر) در نظر بگیرید که در سراسر اتاق پخش شده اند. هر یک به آرامی می لرزد و نوایی آرام می گسیلد: «همه ی ستارگان سطحی از آشوبناکی طبیعی در خود دارند که باعث می شود این نوسان ها در همه ی زمان ها وجود داشته باشد.»

اگر ستارگان را یک گروه همنوازی بدانیم، یک موج گرانشی مانند یک دیاپازونخواهد بود که تنها یک بسامد ویژه را می گسیلد.

فورد می گوید: «اگر این دیاپازون به اندازه ی کافی به یکی از سازها نزدیک باشد، و اگر بسامدی که می گسیلد با بسامد آن سازی که نزدیکش است سازگار باشد، آن بسامد را برمی انگیزد. در این صورت ما هم صدای دیاپازون را خواهیم شنید و هم صدای آن ساز را.» بنابراین اگر یک بسامد ناگهان بلندتر از همیشه نواخته شود، نشانه ی آن خواهد بود که یک موج گرانشی در همان زمان از آنجا گذشته.

لوپز می گوید آشکارساز آرمانی برای امواج گرانشی، یک سامانه ی سه ستاره ای است: دو کوتوله ی سفیدکه نزدیک به هم می چرخند، با یک غول سرخدر کنارشان. کوتوله های سفید یک موج گرانشی می گسیلند و این موج، غول سرخ را مانند یک زنگ به صدا در خواهد آورد.

به دام انداختن این امواج به آمیزه ای از شانس و زمان بندی نیاز دارد، ولی نسل بعدی تلسکوپ های سیاره‌یاب شاید از پس این کار بر آیند. و به گفته ی لوپز، این لنگش های ستارگان می تواند برای آزمودن نسبیت عام، آن هم از راهی که دستگاه های معمولی آشکارساز امواج گرانشی نمی توانند، به کار رود.

وی می گوید: «اگر ما این گونه ی فن آوری را گسترش دهیم، یعنی ستارگان را با دقتی بسیار بالا رصد کنیم، می توانیم پیشروی یک موج را در فضا ببینیم. انجام این کار با یک ابزار معمولی آسان نخواهد بود.»

این پژوهش در آستروفیزیکال جورنال منتشر شدهاست.

واژه نامه:

منبع: newscientist